Файл: Юсупбеков Н.Р. Автоматизация технологических процессов производства растительных масел.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.06.2024

Просмотров: 125

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

зина — 10—12 м3/час, масличность шрота—не более 1%, концентрация мисцеллы — 11 —15%, бензиноемкость шрота (на абсолютно сухое обезжиренное вещество) — 27—28%. При переработке хлопковых семян IV сорта лишь незначительно меняются некоторые из перечис­ ленных показателей.

Шнековый испаритель наиболее эффективно эксплуа­ тируется при следующих режимных параметрах работы:

давление

пара в рубашках нагревательных щнеков —

4—5 атм.,

в линиях острого

пара

при

поступлении

внутрь испарителя — 0,3—0,4

атм.,

при

температуре

пара 1 8 0 -200°С.

 

 

 

Шрот,

выходящий из экстрактора, поступает в шне­

ковый испаритель, нагреваясь до 45—55°С, а выходит оттуда с температурой 100— 110°С; число оборотов верхней и нижней секций — 38 в минуту [33].

Масло, отжатое на форпрессах и полученное после окончательной дистилляции мисцеллы, идет на рафи­ нирование.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Различают два вида моделирования: физическое и математическое. Первый тип моделирования связан с изучением явлений в моделях одной физической при­ роды с оригиналом. При этом явление изучают, воспроизводя его в разных масштабах, анализируя влияние физических особенностей и линейных геомет­ рических размеров. Опытные данные представляют в виде безразмерных степенных комплектов, изображаю­ щих множество комбинаций различных физических параметров и линейных размеров. Подобный подход позволяет распространить найденные зависимости на группу подобных между собой физических явлений, характеризующихся постоянством критериев подобия

[34].

Для метода физического моделирования характер­ ны следующие недостатки [35]:

а) при исследовании каждого нового процесса не­ обходимо создавать новую модель;

б) изменение параметров моделируемого объекта обычно сопряжено с довольно трудоемкими операция­ ми переделки модели или ее заменой;

12-341

177


в)

высокая стоимость

моделей сложных объектов;

г)

в ряде случаев метод имеет ограничения

или во­

все не применим;

 

 

д) длительность промышленной реализации лабора­

торных технологических

разработок.

матема­

На сегодняшний день

перспективен метод

тического моделирования, позволяющий осуществить деформацию модели изучаемого процесса на самой ма­ тематической модели с помощью электронных вычисли­ тельных машин. Метод математического моделирования позволяет [36]:

а) проводить исследования, направленные на разра­ ботку теории процесса;

б) во многих случаях избежать полупромышленную и полузаводскую стадии испытания, что значительно сокращает сроки внедрения научной разработки в про­ мышленность;

в) определить оптимальные технологические ре­ жимы;

г) оптимально спроектировать технологические ап­ параты и химические реакторы;

д) рассчитывать и проектировать научно обоснован­ ную систему автоматического управления процессом.

Математическое моделирование включает три этапа: составление математического описания процесса; реа­ лизацию математического описания посредством раз­ работки решения математической модели на ЭВМ и установление адекватности математической модели реальному процессу.

Математическое моделирование бывает аналитиче­ ское (жесткие модели) и статистическое (вероятност­ ные модели). Аналитическое моделирование предпо­ лагает изучение физических и химических процессов, протекающих в объекте. Модель всего процесса ком­ понуется из отдельных элементов, описывающих из­ вестные явления теплофизики, гидродинамики, диффу­ зии и пр., из которых складывается технологический процесс.

Недостаток этого метода: описывают объект, не учитывая влияния посторонних помех, имеющих су­ щественное значение в реальных условиях.

При статистическом моделировании объект рассма­ тривают как черный ящик, на который воздействуют

178


определенные параметры, обусловливающие значения выходных параметров, т. е. решается задача нахож­ дения уравнений зависимости выходных параметров объекта от входных на основании изучения определен­ ного набора статистических данных.

Преимущество метода: получают модель конкрет­

ного

объекта,

для

которого

разрабатывается система

автоматического

управления.

 

 

зависимости,

Задача

моделирования:

определение

представляющей

собой

математическую модель объ­

екта:

 

 

 

V = F(X,

f,

 

W).

 

 

(217)

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь x lt Xj,

.,

x n — компоненты

вектора

вход­

ных

параметров

Х\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У\ У2. • • •>

Ут — компоненты

вектора

выходных па­

раметров у;

<рг — компоненты

вектора

управляющих

<Pi,

<рг,

. . .,

параметров 'Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ш,,

ш2,

. • .,

 

— компоненты вектора случайных по­

мех

W.

действия

случайных

помех

и неконтроли­

В силу

руемое™ вектора W нахождение конкретного

вида вы­

ражения (217) чрезвычайно затруднено.

На

практике

ищут более упрощенную

модель вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у

= Fi { X

?).

 

 

(218)

Но

длянадежного

пользования моделью,выражен­

ной

в

форме(218), в этом

 

случае необходима

перио­

дическая корректировка модели во времени [47].

Если управляющие параметры срь ср2, . . .,

<рг

объе­

динить с входными, что возможно при решении задач идентификации, то выражение (218) упростится

у = h т а .

(219)

где Хг — объединенный вектор собственно входных и управляющих параметров объекта.

Для раскрытия выражения (219) применяют методы корреляционного и регрессионного анализов.

Рассмотрим (рис. 40) формализованную схему (33; 46] исследуемого объекта — форпрессового и экстрак­ ционного цехов при производстве хлопкового масла и

179


Рис.

40. Формализованная

схема исследуемого объекта.

шрота на Янгиюльском масложиркомбинате.

Ниже при­

ведены основные параметры изучаемого объекта.

 

Группа входных

параметров:

 

(атм);

х 2— толщина

Хх — давление

пара

в

жаровне

жмыха

(мм); х 3 — потребляемый

форпрессом ток

(а);

x t — влажность

мятки

(%);

х 3 — масличность мятки

(%); -^6 — температура мезги (°С);

х 7— влажность

мез­

ги (%);

x g — масличность жмыха

(%);

х 9 — влажность

жмыха

(%); х 1о — расход бензина

(м3/час);

х п — обо­

роты вала загрузочной

колонны экстрактора (об/мин);

х 12 —давление

глухого

пара

в шнековом

испарителе

(атм); лг13 — давление острого

пара

в шнековом

испа­

рителе (атм).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа выходных параметров:

 

(%);

у2— маслич­

Ух — цветность

форпрессового масла

ность жмыха (%);

у3 — концентрация

мисцеллы (%);

у4 — масличность шрота

(%); у5 — остаточное содержа­

ние растворителя в шроте (%);

yG— температура

шро­

та (°С).

 

 

 

связи

(219)

в общем виде за­

Искомые уравнения

писываются:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) для форпрессового отделения

 

 

 

 

 

 

У1 = /х (-^1,

Х.2,

х 3,

Xi,

х й,

Xg,

х-,);

 

(220}

 

Уа = /а (-^i>

 

л:3,

x it х ь,

х 9,

x-i);

 

(221)

б) для экстракционного отделения

 

 

 

 

 

 

Уз~

 

 

Х9, Х10, Хц )',

 

 

(222}

 

 

 

 

 

л'о. х ю>

x u)'i

 

 

(223)

180